de que formapueden aplicarse la leyes de.los gases para prendecir el comportamiento de los globos aerostáticos en distintas condiciones meteorológicas
Respuestas
Temas Fisicoquimica I
Instrucciones
Temas Fisicoquimica I >
Tema 4: Gases: Ley de los Gases
publicado a la(s) 9 ago. 2014 12:28 por Reyna Nolasco [ actualizado el 9 ago. 2014 17:31 ]
Gas ideal: es el comportamiento que presentan aquellos gases cuyas moléculas no interactúan entre si y se mueven aleatoriamente. En condiciones normales y en condiciones estándar, la mayoría de los gases presentan comportamiento de gases ideales.
Ley de Boyle
Si se reduce la presión sobre un globo, éste se expande, es decir aumenta su volumen, siendo ésta la razón por la que los globos meteorológicos se expanden a medida que se elevan en la atmósfera. Por otro lado, cuando un volumen de un gas se comprime, la presión del gas aumenta. El químico Robert Boyle (1627 - 1697) fue el primero en investigar la relación entre la presión de un gas y su volumen.
La ley de Boyle, que resume estas observaciones, establece que: el volumen de una determinada cantidad de gas, que se mantiene a temperatura constante, es inversamente proporcional a la presión que ejerce, lo que se resume en la siguiente expresión:
P.V = constante o P = 1 / V
image
Ley de Charles
Cuando se calienta el aire contenido en los globos aerostáticos éstos se elevan, porque el gas se expande. El aire caliente que está dentro del globo es menos denso que el aire frío del entorno, a la misma presión, la diferencia de densidad hace que el globo ascienda. Similarmente, si un globo se enfría, éste se encoge, reduce su volumen. La relación entre la temperatura y el volumen fue enunciada por el científico francés J. Charles (1746 - 1823), utilizando muchos de los experimentos realizados por J. Gay Lussac (1778 - 1823).
La ley de Charles y Gay Lussac se resume en: el volumen de una determinada cantidad de gas que se mantiene a presión constante, es directamente proporcional a su temperatura absoluta, que se expresa como:
image
Debemos tener presente que la temperatura se DEBE expresar en grados Kelvin, K. Para determinar los valores entre dos puntos cualesquiera de la recta podemos usar:
image
Los procesos que se realizan a presión constante se denominan procesos isobáricos.
Análogamente, la presión de una determinada cantidad de gas que se mantiene a volumen constante, es directamente proporcional a su temperatura absoluta, que se expresa como:
image
Los procesos que se producen a volumen constante se denominan procesos isocóricos. Para determinar los valores entre dos estados podemos usar:
image
Ley general del gas ideal
Las leyes que hemos estudiado se cumplen cuando se trabaja a bajas presiones y temperaturas moderadas. Tenemos que:
image
Cuando estas leyes se combinan en una sola ecuación, se obtiene la denominada ecuación general de los gases ideales:
P V = n R T
donde la nueva constante de proporcionalidad se denomina R, constante universal de los gases ideales, que tiene el mismo valor para todas las sustancias gaseosas. El valor numérico de R dependerá de las unidades en las que se trabajen las otras propiedades, P, V, T y n. En consecuencia, debemos tener cuidado al elegir el valor de R que corresponda a los cálculos que estemos realizando, así tenemos:
image
Reflexión:
Este tema en lo personal siempre me ha gustado, y en la clase de fisicoquimica I lo vimos un mas profundo ademas que aprendí un poco mas sobre donde se puede aplicar en la vida real. En el laboratorio para la comprobación de la ley de Boyle-Mariotte utilizamos el banco de trabajo de 2 depósitos en el que al realizar una gráfica con los datos obtenidos comprendí mejor de forma gráfica lo que dice la ley.
Algunas aplicaciones muy interesantes de los gases son:
La lata promedio de soda hace uso de la ley de Henry, que establece que un gas disuelto es proporcional a la presión parcial sobre la solución.
En los automóviles, los gases se encienden para producir la combustión que hace girar los pistones del motor.
Las bolsas de aire usan la ley de Charles, que establece que el volumen es directamente proporcional a la temperatura - para encender la mezcla de gasolina y de aire